粉末冶金Powder metallurgy，特別是混合元素法，因其成本效率和簡(jiǎn)化工藝，在鈦合金制造中，獲得了極大的關(guān)注。然而，硬質(zhì)合金hardmasteralloy(MA)?粉末，對(duì)顆粒間力學(xué)響應(yīng)以及微孔的演變和分布的影響，仍未得以充分研究。

今日，華中科技大學(xué)BaoWang，李元元院士YuanyuanLi等，在TransactionsofMaterialsResearch上發(fā)文，利用納米CT實(shí)驗(yàn)和多顆粒有限元法Multi-ParticleFiniteElementMethod(MPFEM)模擬研究了Ti6Al4V混合粉末的冷等靜壓ColdIsostaticPressing(CIP)?行為。

研究表明，殘余孔隙分布不均勻，較大的孔隙，優(yōu)先分布在硬質(zhì)合金MA粒子附近。這種現(xiàn)象歸因于“核-殼”拱橋效應(yīng)，其中剛性硬質(zhì)合金MA核的堅(jiān)固支撐與周圍軟鈦殼的力拱相結(jié)合，形成穩(wěn)定的空間排列和局部力鏈網(wǎng)絡(luò)，顯著阻礙孔隙閉合。

通過(guò)增加軟-硬顆粒尺寸比sizeratio(SR)，增強(qiáng)了致密化。雖然緊密堆積結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出了*顯著的“核-殼”拱效應(yīng)，但亞緊密堆積結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出了優(yōu)越的孔閉合效率。在各種堆疊排列中，三角形排列實(shí)現(xiàn)了*高的密實(shí)度和*小的卸載回彈。因此，在較高尺寸比SR的驅(qū)動(dòng)下，生坯密度隨著顆粒堆積和應(yīng)力分布的改善而線性增加。

這些見解，支持了Ti-MA混合體系的優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而顯著提高生坯和燒結(jié)體的力學(xué)性能。